本實(shí)用新型屬于電池技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，本實(shí)用新型涉及一種電池模組。

背景技術(shù)：

目前，動(dòng)力電池安全性一直是制約新能源汽車快速推廣的主要障礙。研究表明，熱失控是導(dǎo)致電池發(fā)生不安全行為的根本原因，尤其是成組后的動(dòng)力電池模組。因此，如何提高電池濫用導(dǎo)致的熱失控安全性意義重大。一般情況下，控制電池失控產(chǎn)生的熱量是改善熱失控的主要方向，然而要求電池組既能導(dǎo)熱也能隔熱，是一個(gè)矛盾又艱難的設(shè)計(jì)。

現(xiàn)有技術(shù)中，動(dòng)力電池模組的熱失控防護(hù)措施主要包括：

1)氣凝膠隔熱墊：動(dòng)力電池成組后，于電池單體間夾入隔熱墊，利用隔熱材料導(dǎo)熱能力差的特點(diǎn)阻斷失控電池的熱量快速轉(zhuǎn)移給相鄰電池。氣凝膠隔熱墊的使用一定程度上阻斷或延緩了失控電池的熱量傳遞。但是，一般來說，電池失控時(shí)會(huì)伴隨快速的膨脹變形，導(dǎo)致氣凝膠隔熱墊局部區(qū)域壓縮變薄，隔熱效果顯著降低。

2)安全閥：電池單體中加入安全閥來響應(yīng)由于過熱、過充等濫用條件導(dǎo)致的電池內(nèi)壓異常升高，從而避免電池出現(xiàn)爆炸。安全閥雖然可以起到泄壓防爆的作用，但是電芯失控時(shí)往往是伴隨高熱高速的氣體噴出，甚至帶著濃濃的火焰，而這些會(huì)導(dǎo)致相鄰電芯過熱進(jìn)而出現(xiàn)整個(gè)電池模塊過熱而失控。

3)正溫度系數(shù)熱敏電阻PTC(Positive Temperature Coefficient Materials)：當(dāng)電池異常時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生大電流并導(dǎo)致電池溫度快速升高出現(xiàn)熱失控；電池單體材料內(nèi)部或電路中加入PTC，可利用PTC通過大電流導(dǎo)致其溫度升高，進(jìn)而發(fā)生電導(dǎo)率轉(zhuǎn)變，元器件電阻值迅速增大幾個(gè)數(shù)量級(jí)從而起到限流作用。但是，PTC材料主要區(qū)分其使用狀況，若作為元器件使用，可起到過流保護(hù)的作用，對(duì)于短路保護(hù)作用明顯；但對(duì)于過充這種逐步失效的過程則作用有限；而且PTC作為溫度敏感電極使用，無論是底涂還是混涂，都不可避免增加了電池的內(nèi)阻，導(dǎo)致電池性能下降。

4)熱熔保險(xiǎn)絲：在電池中串聯(lián)熱熔保險(xiǎn)絲可以防止大電流持續(xù)通過電池；當(dāng)大電流通過電池導(dǎo)致元件溫度達(dá)到熔斷溫度，元件斷開切斷回路，避免進(jìn)一步失控。熱熔保險(xiǎn)絲的作用類似于作為元器件用的PTC，對(duì)于短路保護(hù)作用明顯，但對(duì)于過充濫用其作用就相對(duì)有限。

5)SSD翻轉(zhuǎn)片：電池單體中加入氣壓響應(yīng)的SSD翻轉(zhuǎn)片，當(dāng)電池內(nèi)部氣壓達(dá)到臨界值時(shí)，SSD翻轉(zhuǎn)片翻轉(zhuǎn)導(dǎo)通正負(fù)極，避免外部電源持續(xù)供電進(jìn)一步過充。SSD翻轉(zhuǎn)片雖然可以阻止電池進(jìn)一步過充，但是電池內(nèi)部熱量若沒有及時(shí)的排出，即使SSD翻轉(zhuǎn)片發(fā)生翻轉(zhuǎn)，也無法阻止電池過充致熱失控。

6)過充保護(hù)技術(shù)：于電池體系中加入電氧化聚合單體，或者氧化還原穿梭劑，亦或是采用電壓敏感的隔離膜；這幾種技術(shù)主要是利用過充濫用發(fā)生時(shí)，電池電壓逐步上升，到達(dá)一定值時(shí)，單體聚合并在活性材料表面形成保護(hù)膜防止活性材料與電解液直接接觸發(fā)生進(jìn)一步的失控反應(yīng)；或是氧化還原穿梭劑在過充時(shí)發(fā)生可逆的氧化還原反應(yīng)來避免活性材料的氧化分解；又或者是利用可參雜聚合物，過充時(shí)形成P型參雜，隔膜導(dǎo)通，電流直接流過隔膜，避免電壓進(jìn)一步上升。過充保護(hù)技術(shù)可以說是從本質(zhì)上解決電池的過充濫用，但是這些材料添加到電池體系中，對(duì)電池的正常電化學(xué)性能的影響有待評(píng)估，而且這些材料的使用增加了電池的制造成本和電池內(nèi)阻。

有鑒于此，確有必要提供一種能提高熱失控安全性的電池模組。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于：提供一種能提高熱失控安全性的電池模組。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種電池模組，包括模組外殼、置于模組外殼內(nèi)的電池單體，以及設(shè)于相鄰兩個(gè)電池單體間并與電池單體貼合的隔熱裝置，所述隔熱裝置為具有鏤空結(jié)構(gòu)的云母片。

電池成組一般是通過電池單體緊貼的方式成型，因此在相鄰電池單體間放置隔熱裝置，可阻斷或抑制熱量的快速傳遞。云母片具有導(dǎo)熱性能差、強(qiáng)度高和抗壓縮能力強(qiáng)的特點(diǎn)，因此電池單體間放置導(dǎo)熱性能較差的云母片可降低失控電池傳至相鄰正常電池的熱量，使得失控電池單體不會(huì)影響其他正常電池，同時(shí)利用云母片的硬度高、抗壓縮能力突出的特點(diǎn)可抑制失控電池的產(chǎn)氣膨脹，保持阻熱效果不變。

鏤空設(shè)計(jì)避免失控電池單體與相鄰電池單體膨脹接觸，而且空氣間隙的存在，增大電池單體間的傳熱熱阻，可顯著增強(qiáng)隔熱效果。鏤空結(jié)構(gòu)可為長方形、正方形或圓形。

作為本實(shí)用新型電池模組的一種改進(jìn)，所述云母片的厚度為0.5-2mm。云母片具有低導(dǎo)熱性，不用刻意通過增加厚度來增加隔熱效果，但是若云母片太薄，效果也會(huì)大打折扣，因此考慮所占用的空間以及隔熱效果，當(dāng)云母片的厚度為0.5-2mm時(shí)，隔熱效果好，而且占用空間小，不會(huì)對(duì)電池模組的能量密度產(chǎn)生不利影響。

作為本實(shí)用新型電池模組的一種改進(jìn)，所述電池模組還包括與電池單體接觸連接的吸熱裝置。阻斷電池單體間熱傳導(dǎo)的同時(shí)增強(qiáng)電池單體的熱傳導(dǎo)，可將電池單體內(nèi)部熱量導(dǎo)出，避免電池單體長時(shí)間過熱而失效。利用吸熱裝置快速吸收失控電池產(chǎn)生的熱量，間接降低電池單體間的傳熱，增強(qiáng)電池模塊失控安全性。

作為本實(shí)用新型電池模組的一種改進(jìn)，所述吸熱裝置采用復(fù)合相變材料壓鑄成型，吸熱裝置的厚度小于10mm。復(fù)合相變材料具有較高的導(dǎo)熱性和壓縮強(qiáng)度，能快速吸收失控電池單體產(chǎn)生的熱量，間接降低電池單體間的傳熱，增強(qiáng)電池模組失控安全性。原則上復(fù)合相變材料越多，可吸收熱量越多，但是過多的復(fù)合相變材料會(huì)降低電池模組的能量密度，而且會(huì)增加成本，因此復(fù)合相變材料的厚度在滿足吸熱要求的情況下，要盡可能小，因此限定其厚度小于10mm。

作為本實(shí)用新型電池模組的一種改進(jìn)，所述復(fù)合相變材料包括工業(yè)石蠟、膨脹石墨和碳纖維或所述復(fù)合相變材料包括泡沫金屬骨架和石蠟。

作為本實(shí)用新型電池模組的一種改進(jìn)，所述泡沫金屬骨架包括泡沫銅、泡沫鋁。由于石蠟的導(dǎo)熱性和強(qiáng)度不夠，結(jié)合泡沫金屬骨架可得到較好的導(dǎo)熱性，并對(duì)整體結(jié)構(gòu)提供支撐的作用。

作為本實(shí)用新型電池模組的一種改進(jìn)，所述電池單體與吸熱裝置之間設(shè)有導(dǎo)熱裝置。

作為本實(shí)用新型電池模組的一種改進(jìn)，所述導(dǎo)熱裝置選自導(dǎo)熱硅脂或?qū)峁枘z墊，所述導(dǎo)熱裝置的厚度為0.5-2mm。

導(dǎo)熱裝置可降低電池單體與復(fù)合相變材料之間的界面熱阻，加快傳熱速度，增強(qiáng)導(dǎo)熱能力。因此在電池單體與復(fù)合相變材料之間設(shè)有導(dǎo)熱硅脂或?qū)峁枘z墊，可顯著降低界面熱阻，增強(qiáng)電池單體底部熱傳導(dǎo)，降低電池單體的傳熱負(fù)擔(dān)，避免電池單體因長時(shí)間過熱而失效。

作為本實(shí)用新型電池模組的一種改進(jìn)，所述吸熱裝置設(shè)于模組外殼的底部，所述導(dǎo)熱裝置分別與吸熱裝置的上表面和電池單體的底部連接。

作為本實(shí)用新型電池模組的一種改進(jìn)，所述模組外殼包括兩個(gè)端板，兩個(gè)端板通過螺栓連接固定。

作為本實(shí)用新型電池模組的一種改進(jìn)，所述模組外殼包括兩個(gè)端板和兩個(gè)側(cè)板，端板和側(cè)板形成具有上下開口結(jié)構(gòu)的模組外殼。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型電池模組具有以下有益技術(shù)效果：

采用具有鏤空結(jié)構(gòu)的云母片作為隔熱裝置，利用其高硬度低導(dǎo)熱的特點(diǎn)，抑制電池單體失效膨脹，增強(qiáng)電池單體間的隔熱效果，并將電池單體內(nèi)部的熱量通過導(dǎo)熱裝置快速轉(zhuǎn)移至吸熱裝置，快速的熱量吸收可有效降低電池單體的內(nèi)部溫升，從而減輕電池單體內(nèi)部的副反應(yīng)，提高電池模組的熱失控安全性。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式，對(duì)本實(shí)用新型電池模組進(jìn)行詳細(xì)說明，其中：

圖1為本實(shí)用新型電池模組的立體示意圖。

圖2為圖1所示電池模組的主視圖。

圖3為圖1所示電池模組的左視圖。

圖4為圖1所示電池模組中隔熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及其技術(shù)效果更加清晰，以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，本說明書中描述的具體實(shí)施方式僅僅是為了解釋本實(shí)用新型，并非為了限定本實(shí)用新型。

請(qǐng)參照?qǐng)D1至圖3所示，本實(shí)用新型提供了一種電池模組，包括模組外殼10，置于模組外殼10內(nèi)的電池單體20，以及設(shè)于相鄰兩個(gè)電池單體20間并與電池單體貼合的隔熱裝置30，其中，隔熱裝置30為具有鏤空結(jié)構(gòu)的云母片。

模組外殼10包括兩個(gè)端板12，兩個(gè)端板12之間通過螺栓14進(jìn)行連接固定，如圖1中所示，端板12兩側(cè)均分別通過兩個(gè)螺栓14與另一個(gè)端板12連接形成模組外殼10。

模組外殼10還可以為其他結(jié)構(gòu)，如包括兩個(gè)端板12和兩個(gè)側(cè)板，兩個(gè)端板12和兩個(gè)側(cè)板形成上下開口結(jié)構(gòu)，不同類型的電池模組可根據(jù)需要選擇使用不同類型的模組外殼10。

多個(gè)電池單體20位于模組外殼10內(nèi)，堆疊設(shè)置，串聯(lián)或并聯(lián)形成電池組。

請(qǐng)參照?qǐng)D1和圖4所示，隔熱裝置30為云母片，且云母片具有鏤空結(jié)構(gòu)。相鄰電池單體20間放置云母片進(jìn)行隔熱并與電池單體20貼合，利用云母片的低傳熱性，將云母片放置于相鄰電池單體20之間，降低失控電池單體20傳至相鄰正常電池單體20的熱量，可阻斷或抑制熱量的快速傳遞，同時(shí)利用云母片硬度高的特點(diǎn)，抑制電池單體20失效膨脹，鏤空結(jié)構(gòu)中空氣間隙的存在可顯著增強(qiáng)隔熱效果，從而保持阻熱效果不變。

由于云母片的導(dǎo)熱性差，無需太厚就可以達(dá)到隔熱的效果，同時(shí)為了增大電池模組的能量密度，應(yīng)盡可能選擇較薄的云母片，但是太薄隔熱效果不佳，經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，選擇云母片的厚度為0.5-2mm。云母片上的鏤空形狀可以為長方形、正方形或圓形。

在阻斷相鄰電池單體20間熱傳導(dǎo)的同時(shí)，需增強(qiáng)電池單體20熱量的導(dǎo)出，以進(jìn)一步保證電池模組的安全性，因此需要設(shè)置吸熱裝置50。

請(qǐng)參照?qǐng)D1至圖2所示，吸熱裝置50設(shè)于模組外殼10的底部。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方式，吸熱裝置50為采用工業(yè)石蠟、膨脹石墨和碳纖維壓鑄成型的平板結(jié)構(gòu)，為復(fù)合相變材料，具有較高的導(dǎo)熱性和壓縮強(qiáng)度，能快速吸收失控電池單體20產(chǎn)生的熱量。原則上復(fù)合相變材料越多，可吸收的熱量越多，但是考慮到電池模組的能量密度和制造成本，應(yīng)在滿足將電池單體20熱量導(dǎo)出的前提下，盡可能降低吸熱裝置50的厚度，經(jīng)反復(fù)驗(yàn)證，要求其厚度小于10mm。需要說明的是，吸熱裝置50還可采用其他的復(fù)合相變材料，例如包括泡沫金屬骨架和石蠟的復(fù)合相變材料，泡沫金屬可為泡沫銅或泡沫鋁。

為了進(jìn)一步降低電池單體20底部與吸熱裝置50之間的界面熱阻，本實(shí)用新型電池模組在電池單體20底部與吸熱裝置50之間設(shè)有導(dǎo)熱裝置40。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方式，導(dǎo)熱裝置40為導(dǎo)熱硅脂，導(dǎo)熱硅脂成膏狀，具有良好的導(dǎo)熱性和潤濕性，可顯著降低界面熱阻，增強(qiáng)電池單體20底部熱傳導(dǎo)，從而降低電池單體20的傳熱負(fù)擔(dān)，避免電池單體20因長時(shí)間過熱而失效。根據(jù)本實(shí)用新型的其他實(shí)施方式，導(dǎo)熱裝置40還可選用導(dǎo)熱硅膠墊?？紤]到導(dǎo)熱性能和電池模組的能量密度，導(dǎo)熱裝置40的厚度選擇為0.5-2mm。

本實(shí)用新型電池模組的組裝過程為：將工業(yè)石蠟與膨脹石墨及碳纖維壓鑄成平板結(jié)構(gòu)，尺寸與模組外殼10的底部相匹配，得到吸熱裝置50，在吸熱裝置50的上表面均勻涂覆一層導(dǎo)熱硅脂形成導(dǎo)熱裝置40，依次放置電池單體20和隔熱裝置30云母片，云母片具有長方形鏤空結(jié)構(gòu)，將隔熱裝置30云母片放置于相鄰電池單體20間并緊貼，阻斷相鄰電池單體20間的熱傳遞，電池單體20內(nèi)的熱量通過導(dǎo)熱裝置40快速傳遞至吸熱裝置50，從而增強(qiáng)電池模組失控安全性，最后在兩端加入端板12，利用螺栓14將兩端的端板12固定，從而固定整個(gè)電池模塊。

結(jié)合以上對(duì)本實(shí)用新型的詳細(xì)描述可以看出，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型至少具有以下有益技術(shù)效果：

采用具有鏤空結(jié)構(gòu)的云母片作為隔熱裝置30，利用其高硬度低導(dǎo)熱的特點(diǎn)，抑制電池單體20失效膨脹，增強(qiáng)電池單體20間的隔熱效果，并將電池單體20內(nèi)部的熱量通過導(dǎo)熱裝置40快速轉(zhuǎn)移至吸熱裝置50，快速的熱量吸收可有效降低電池單體20的內(nèi)部溫升，從而減輕電池單體20內(nèi)部的副反應(yīng)，提高電池模組的熱失控安全性。

根據(jù)上述原理，本實(shí)用新型還可以對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兏托薷摹Ｒ虼?，本?shí)用新型并不局限于上面揭示和描述的具體實(shí)施方式，對(duì)本實(shí)用新型的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本實(shí)用新型的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語只是為了方便說明，并不對(duì)本實(shí)用新型構(gòu)成任何限制。